Patogenny biofilm w obrębie jamy ustnej i gardła

Na warunki panujące w jamie ustnej i gardle wpływają liczne czynniki, takie jak wydzielanie śliny, działanie układu odpornościowego, czasowa obecność spożywanych pokarmów i napojów, a także przeprowadzane procedury ortodontyczne bądź higieniczne (np. mycie zębów, stosowanie płynów do płukania jamy ustnej). Wieloaspektowość oraz fluktuacja warunków znajdują odzwierciedlenie w złożoności i zmienności ekosystemu mikrobiologicznego określanego mianem mikrobioty prawidłowej jamy ustnej. Poza drobnoustrojami niechorobotwórczymi jama ustna i gardło mogą być zasiedlane przez drobnoustroje patogenne, których obecność koreluje z wystąpieniem określonych typów chorób. Zarówno mikrobiota prawidłowa, jak i drobnoustroje patogenne występują w jamie ustnej i gardle w formie biofilmów, czyli społeczności komórek drobnoustrojów przylegających do powierzchni (lub do siebie nawzajem), okrytych warstwą ochronnej macierzy zewnątrzkomórkowej, składającej się m.in. z wielocukrów, białek oraz DNA. Obecność biofilmu potwierdzono nie tylko w jamie ustnej, ale także na skórze, w ranach przewlekłych, kościach, płucach, układzie krwionośnym oraz moczowym. W kontekście medycznym najistotniejszą cechą biofilmów jest ich niezwykle wysoka oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe oraz wobec układu odpornościowego. Biofilm wytworzony przez patogenne drobnoustroje może sprzyjać nawracającym zakażeniom gardła, przewlekłym chorobom zakaźnym ucha oraz nosa. W skrajnych przypadkach zdarza się, że obecność biofilmu koreluje z rozwojem poważnych, ogólnoustrojowych powikłań zagrażających trwałą utratą zdrowia (takich jak np. zespół Lemierre’a, czyli sepsa poanginowa, przebiegająca z zakrzepicą żyły szyjnej wewnętrznej i wytworzeniem odległych ropni przerzutowych) lub nawet śmiercią.

Istotną grupą biofilmów są biofilmy ENT (ear, nose, throat biofilms). Mogą być one odpowiedzialne m.in. za zapalenie zatok przynosowych, wysiękowe zapalenie ucha środkowego, cholesteatomę (perlak), przewlekłe zapalenie migdałków podniebiennych, zapalenie błony śluzowej jamy ustnej i gardła, a także za infekcje związane z obecnością implantów oraz protez zębowych. Do drobnoustrojów odpowiedzialnych za infekcje biofilmowe w obrębie ENT można zaliczyć m.in. Gram(+) Staphylococcus aureus, Gram(-) Pseudomonas aeruginosa, grzyba Candida albicans (jama ustna, gardło, przewód słuchowy, zatoki), Gram(+) Streptococcus pyogenes (gardło, rzadziej ucho środkowe) czy Gram(-) Aggregatibacter actinomycetemcomitans (jama ustna).

W kontekście patogenezy infekcji wywołanych przez biofilm trzeba mieć świadomość, że jamę ustną, zatoki, przewód słuchowy oraz gardło należy analizować jako jedną, zróżnicowaną pod względem topologicznym i reologicznym niszę ciała, o dynamicznym składzie mikrobioty. Oznacza to, że uzyskanie i zachowanie homeostazy mikrobiologicznej w jednej z części tej połączonej niszy może wywierać pozytywny wpływ na pozostałe.

Skuteczność dichlorowodorku oktenidyny w eradykacji biofilmu

Profilaktyka i leczenie miejscowe pacjentów z infekcjami jamy ustnej oraz gardła obejmują m.in. stosowanie antyseptyków zawartych w płynach, żelach lub pastylkach do ssania. Potencjał eradykacyjny substancji antyseptycznej zależy nie tylko od jej mechanizmu działania, ale również w istotnej mierze od postaci farmaceutycznej wpływającej na uwalnianie substancji czynnej oraz adhezję antyseptyku w obrębie jamy ustnej i gardła. Uważa się, że półstała (np. żel) lub stała (np. rozpuszczalne pastylki do ssania) forma produktu leczniczego zapewnia (w porównaniu z antyseptykiem w płynie) wyższy poziom kontroli nad stężeniem cząsteczek aktywnych dostarczanych w miejsce infekcji.

Spektrum antyseptyków, które mogą być wprowadzone do ww. postaci leku, jest szerokie i obejmuje np.: chloroheksydynę, poliheksanidynę, chlorek cetylopirydyniowy czy dichlorowodorek oktenidyny (oktenidynę). Ostatni z wymienionych antyseptyków charakteryzuje się szerokim zakresem działania, obejmującym bakterie Gram(+), Gram(-), grzyby oraz wirusy otoczkowe. Oktenidyna jest kationowym środkiem powierzchniowo czynnym, który po adhezji do zewnętrznych struktur drobnoustrojów (ścian oraz błon komórkowych) uszkadza je, powodując wyciek cytoplazmy i w efekcie śmierć komórek¹.

Aktywność oktenidyny wobec biofilmów tworzących się w ranach przewlekłych, skórze oraz jamie ustnej wykazano w wielu badaniach in vivo oraz in vitro. Udowodniono tym samym, że skuteczność oktenidyny była wyższa w porównaniu z powszechnie stosowaną w higienie jamy ustnej i gardła substancją antyseptyczną − chloroheksydyną.

W pracy doświadczalnej in vitro oceniano aktywność przeciwbiofilmową dichlorowodorku oktenidyny uwalnianego z pastylek do ssania². Badanie przeprowadzono w określonym czasie kontaktowym, który odzwierciedla czas utrzymywania się pastylki w jamie ustnej (ok. 20 min), oraz w sztucznej ślinie. Ekspozycji na oktenidynę poddano biofilmy drobnoustrojów odpowiedzialnych za infekcje w obrębie ENT: S. aureus, S. pyogenes, C. albicans, P. aeruginosa i A. actinomycetemcomitans. Analizy obejmujące posiewy ilościowe, pomiar aktywności metabolicznej, wizualizację z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej oraz konfokalnej wykazały, że pastylki zawierające oktenidynę charakteryzowały się wysoką skutecznością wobec badanych biofilmów we wszystkich zastosowanych modelach badawczych. Podatność na dichlorowodorek oktenidyny − począwszy od najbardziej wrażliwego biofilmu bakteryjnego − wyglądała następująco: A. actinomycetemcomitans > S. aureus > P. aeruginosa > C. albicans. W przypadku biofilmu bakteryjnego jego redukcja wynosiła co najmniej 70%, a w przypadku C. albicans 65-70% (ryc. 1).

Rycina 1. Redukcja biofilmu S. aureus, S. pyogenes, P. aeruginosa, C. albicans, A. actinomycetemcomitans na krążkach z hydroksyapatytu w wyniku zastosowania pastylki do ssania z dichlorowodorkiem oktenidyny.

Z kolei wykorzystując mikroskopię konfokalną, zaobserwowano znaczący wzrost liczby martwych komórek bakteryjnych tworzących biofilm. Największa liczba martwych komórek obserwowana była w przypadku A. actinomycetemcomitans, a najmniejsza dla C. albicans. Biorąc pod uwagę fakt, że wyznaczony eksperymentalnie czas ekspozycji biofilmu na oktenidynę uwalnianą z pastylki jest istotnie dłuższy niż zalecany czas kontaktu oktenidyny w produkcie płynnym (również testowanego we wzmiankowanym badaniu), należy założyć, że oktenidyna uwalniana ze stałej postaci leku (pastylki do ssania) powinna znaleźć szerokie zastosowanie w ograniczeniu infekcji związanych z obecnością biofilmu w ww. sytuacjach.

Znaczenie kliniczne wyników badania in vitro nad dichlorowodorkiem oktenidyny

We wspomnianej publikacji autorstwa Dudka i wsp. poddano analizie efektywność pastylek do ssania zawierających antyseptyk, dichlorowodorek oktenidyny, wobec patogennych biofilmów jamy ustnej i gardła, tworzonych przez S. aureus, S. pyogenes, C. albicans, P. aeruginosa i A. actinomycetemcomitans. Wykorzystanie w badaniu różnych gatunków drobnoustrojów umożliwia ekstrapolację wyników dotyczących skuteczności oktenidyny w formie pastylek do ssania na szeroki zakres najważniejszych patogenów odpowiedzialnych za infekcje gardła i jamy ustnej. Drobnoustroje te różnią się pod względem budowy ściany komórkowej, a C. albicans to najważniejszy drożdżak, jeśli chodzi o częstość występowania pleśniawek jamy ustnej i rozwoju kandydoz^3-5. Wyniki przytoczonego badania w modelu in vitro dowodzą, że dichlorowodorek oktenidyny w postaci pastylek do ssania skutecznie likwiduje biofilm utworzony przez ww. gatunki drobnoustrojów. Prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem odpowiadającym za wyższą skuteczność pastylek niż płynu z antyseptykiem jest czas kontaktu − ekspozycja biofilmu na oktenidynę uwalnianą z pastylki przekracza 20 min i jest istotnie dłuższa niż ekspozycja biofilmu na środek antyseptyczny w postaci płynu.

Stwierdzona w badaniu wysoka skuteczność dichlorowodorku oktenidyny w stosunku do biofilmu wpisuje się w znaczną liczbę wcześniejszych badań przeprowadzonych zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i klinicznych. Z analiz mikrobiologicznych wynika, że oktenidynę cechuje szerokie spektrum aktywności przeciwdrobnoustrojowej obejmujące bakterie Gram(-) i Gram(+) (bez przetrwalników), a także grzyby i niektóre typy wirusów otoczkowych. Jedną z ważniejszych przyczyn skuteczności oktenidyny wobec biofilmu jest stosunkowo niewielki rozmiar cząsteczki umożliwiający jej penetrację do jego zwartej struktury i wywieranie aktywności przeciwdrobnoustrojowej przeciwko szerokiemu zakresowi drobnoustrojów tworzących biofilm. Z kolei dotychczasowe doświadczenie wskazuje, że pastylki do ssania są bardziej skuteczne niż antyseptyki w płynie, co wynika przede wszystkim ze znacznie dłuższego czasu kontaktu bakterii z substancją antyseptyczną niż kilkadziesiąt sekund w przypadku płukania gardła płynem z antyseptykiem⁶. Dane zawarte w omawianych badaniach in vitro stanowią przekonujący dla klinicystów dowód, że oktenidyna w stabilnej, wolno uwalnianej postaci farmaceutycznej pastylek do ssania może znaleźć szerokie zastosowanie w utrzymaniu higieny jamy ustnej i gardła, a także w profilaktyce oraz jako uzupełniające leczenie zakażeń będących następstwem tworzenia się patogennego biofilmu.

Podsumowanie

Pastylki do ssania zawierające dichlorowodorek oktenidyny wykazują się wysoką skutecznością przeciwdrobnoustrojową i zdolnością do eradykacji patogennego biofilmu odpowiedzialnego za niektóre postacie infekcji, takie jak: nawracające zakażenia gardła i jamy ustnej, a także za równie groźne następstwa zakażeń, takie jak sepsa poanginowa bądź parodontoza. Biorąc pod uwagę potwierdzone bezpieczeństwo stosowania, zyskano nowe argumenty za rekomendowaniem pastylek do ssania z oktenidyną nie tylko w ostrych, ale też przewlekłych i nawracających stanach zapalnych gardła i jamy ustnej.